Технологический процесс изготовления червяка

Аннотация

УДК 621.91.002(075)

Технологический процесс изготовления червяка. Дипломный проект Головатюк Е.А. - Тольятти, ТГУ, 2007.

В проекте рассмотрены вопросы совершенствования технологического процесса изготовления матрицы нижней черновой.

Предложен способ получения заготовки методом штамповки на КГШП по результатам экономического анализа. Разработан технологический маршрут изготовления детали для среднесерийного производства. Рассчитаны припуски на мех. обработку. На зубофрезерной операции на основе проведенных патентных исследований оптимизирована конструкция фрезы, благодаря чему повысилось качество обрабатываемой поверхности. Показаны наладки на фрезерно-центровальную и токарную операции. Рассчитаны и спроектировано станочное приспособление, контрольное приспособление. Спроектирован участок обработки детали и рассчитаны коэффициенты загрузки применяемого оборудования. Соблюдены безопасность и экологичность проекта. Внедрение предлагаемых мероприятий по совершенствованию техпроцесса позволит получить годовой экономический эффект в размере 122 тыс.руб.

Проект состоит из пояснительной записки, включающей в себя 139с., 18 рис., 28 табл.. Графическая часть содержит 10 листов чертежей формата А1.

Введение

Цель дипломного проектирования по технологии машиностроения - научится правильно применять теоретические знания, полученные в процессе учебы, использовать свой практический опыт работы на машиностроительных предприятиях для решения профессиональных технологических и конструкторских задач.

Целью данного проекта является снижение трудоемкости изготовления червяка путем разработки прогрессивного технологического процесса, базирующегося на современных достижениях в области станкостроения, инструментального производства.

Для достижения цели решаются следующие задачи:

1. Расширение, углубление, систематизация и закрепление теоретических знаний, и применение их для проектирования прогрессивных технологических процессов изготовления деталей, включая проектирование средств технологического оснащения.

2. Развитие и закрепление навыков ведения самостоятельной творческой инженерной работы.

3. Овладение методикой теоретических исследований технологических процессов механосборочного производства.

В дипломном проекте должна отображаться экономия затрат труда, материала, энергии. Решение этих вопросов возможно на основе наиболее полного использования возможностей прогрессивного технологического оборудования и оснастки.

1.СОТОЯНИЕ ВОПРОСА. АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ.

1.1 Служебное назначение детали

Данный червяк применяется в подъемно-транспортных машинах, при передачи движения между перекрещивающимися взаимноперпендикулярными валами. Его применение обусловлено необходимостью снижения скорости и дальнейшей передачи движения, посредством цилиндрического зубчатого зацепления на сопряженную шестерню.

Одним из способов избежать поломок является верный выбор материала заготовки и изменения состояния структуры путем термических и химико-термических обработок, которые придадут материалу особенные и необходимые свойства.

Остановим свой выбор на конструкционной легированной улучшаемой стали 40Х, которая применяется для нагруженных деталей, в которых необходимо иметь высокую твердость поверхностного слоя и достаточно прочную сердцевину. В деталях из легированных сталях сердцевина после термообработки прочная в связи с образованием в ней бейнита или низкоуглеродистого мартенсита (HRC 37…42).

Состав стали представим в таблице 1.1 .

Таблица 1.1

Состав стали 40Х

С	Si	Mg	Cr	Ni	Mo	Al	Ti	V	P	S
									не более
0,4	-	0,50-0,70	0,80-1,10	-	-	-	-	-	0,035	0,035

На рис. 1.1 представлен эскиз детали, а в таблице 1.2 классификация ее поверхностей.

Эскиз детали

Рис. 1.1

Таблица 1.2

Классификация поверхностей детали

Вид поверхностей	Номер поверхностей
Исполнительные	9,11,43,44
ОКБ	6,33,18,35
ВКБ	2,31,30,29,3,4,5,18,19,20,39,27
Свободные	Остальные

1.2 Технологичность конструкции детали

Анализ чертежа червяка показал, что все разрезы и выносные элементы, совершенно четко и однозначно объясняют ее конфигурацию и возможные способы получения заготовки; чертеж содержит все необходимые сведения о материале детали, термической обработке, массе детали; деталь не имеет каких-либо труднодоступных поверхностей, все поверхности доступны для обработки и ремонта; на многих операциях возможно применение широкоуниверсального оборудования, а также универсального инструмента, так как даже с его помощью можно добиться заданных конструктором параметров; возможен свободный доступ инструмента к обрабатываемым поверхностям; отсутствие глухих отверстий; деталь не является достаточно жесткой, поэтому при обработке необходимо использовать люнет; на чертеже проставлены все необходимые требования для изготовления червяка. Все выше перечисленное позволяет сделать вывод, что деталь является достаточно технологичной.

1.3 Задачи проекта

Основной задачей проекта является получение экономического эффекта от модернизации технологического процесса изготовления детали.

В данном проекте для достижения экономического эффекта предлагается применить следующие меры:

1. Спроектировать заготовку с максимальным коэффициентом использования материала и с минимальной себестоимостью.

2. Разработать технологический процесс изготовления червяка с использованием новейших достижений науки и техники, отвечающий требованиям технологичности (экономичности, точности, качества и т.д.).

2. ВЫБОР СТРАТЕГИИ И ВЫБОР ПРОИЗВОДСТВА

В соответствии с заданной программой выпуска 1000 деталей в год и массой детали 9,1 кг выбираем серийный тип производства [1].

Для серийного типа производства характерны следующие показатели технологического процесса:

· Форма организации технологического процесса - переменно-постоянная;

· Повторяемость выпуска - периодическое повторение партии;

· Вид технологического процесса - единичный;

· Заготовка - отливка, штамповка, прокат;

· Оборудование - универсальное, частично-специализированное;

· Загрузка оборудования - периодическая смена деталей на станках;

· Расстановка оборудования на участке - по ходу технологического процесса;

· Оснастка - универсальная и специальная;

Исходя из вышеперечисленного, стратегией проекта будем считать получение экономического эффекта путем уменьшения штучного времени, предположительно на заготовительной операции, введением нового способа получения заготовки; применением модернизированного оборудования.

3. ВЫБОР И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗАГОТОВКИ

3.1 Выбор вида и методов получения заготовки [2]

3.1.1.Заготовку в базовом варианте техпроцесса получали из пруткового проката 85 мм.

Размеры заготовки d x L : 85 х 600

Масса заготовки из пруткового проката:

,кг (3.1)

где - плотность материала;

V - объем прутка;

,мм³ (3.2)

где R - радиус прутка;

L - длина заготовки;

m_з = 7,86 10^-6 3,14 42,5² 600= 26,76 кг

коэффициент полезного использования материала:

(3.3)

где, - масса детали;

- масса заготовки;

3.1.2 Заготовку в проектном варианте техпроцесса предложено изготовить методом пластического деформирования - штамповка на прессе с выталкивателем.

Для обоснования проведем ряд расчетов.

а) параметры облойной канавки:

толщина полека для облоя:

,мм (3.4)

где - коэффициент равный 0,015;

- площадь поковки в плане.

=48,8222,4+67,481,2+88,2117,4+64,454,6+83,431,2+67,426,2+48,863,6=37668,56 мм

другие значения облойной канавки

б) припуски на обработку , действительные размеры на заготовку с назначенными допусками по ГОСТ 75.05-89.

Таблица 3.1

Припуски и отклонения на обработку

Номинальный размер детали	Припуск	Размер заготовки	Верхнее отклонение	Нижнее отклонение
1	2	3	4	5
41	3,9	48,8	1,7	-0,8
222	3,9	222,4	2,0	-1,2
60	3,7	67,4	1,8	-1,0
80	4,1	88,2	1,8	-1,0
110	3,7	117,4	1,8	-1,0
57	3,7	64,4	1,8	-1,0
62	3,7	54,6	1,8	-1,0
76	3,7	83,4	1,8	-1,0
24	3,5	31,2	1,7	-0,8
60	3,7	67,4	1,8	-1,0
26	3,7	26,2	1,7	-0,8
41	3,9	48,8	1,7	-0,8
63	3,7	63,6	1,8	-1,0
588	4,3	596,6	2,5	-2,0

в) Определение размеров исходной заготовки.

Объем исходной заготовки:

,мм³ (3.5)

где - объем поковки, рассчитываемый по номинальным, горизонтальным и вертикальным размерам чертежа поковки плюс половина положительного допуска;

- объем удара равный 0,5% ;

- объем облоя при штамповке;

= 3,14 (48,8²222,4+67,4²81,2+88,2²117,4+64,4²54,6+83,4²31,2+67,4²26,2+

+48,8²63,6)/4=1654028,5 мм³

= 0,005 1654028,5 = 8270,14 мм³

,мм³ (3.6)

где - коэффициент, учитывающий изменение фактической площади сечения получаемого облоя по сравнению с площадью сечения мостика ;

- площадь поперечного сечения мостика;

- периметр поковки;

- длина мостика облойной канавки.

= 1,5 1,91 6 (1407,6+1,53,146) =24682,7 мм³

V_заг = 1654028,5 +8270,14 +24682,7 = 1686981,3 мм³

г) Масса исходной заготовки и коэффициент использования материала.

m_з = 7,86 10^-6 1686981,3 = 13,26 кг

3.2 Экономическое обоснование выбора заготовки

Годовая программа выпуска деталей - 1000 шт.

Себестоимость детали:

,руб (3.7)

где - стоимость заготовки, руб;

- стоимость механической обработки, руб;

- стоимость отходов, руб;

Для заготовки, полученной из проката:

,руб (3.8)

Для заготовки, полученной штамповкой:

,руб (3.9)

где - базовая стоимость кг заготовки;

- масса заготовки, кг;

- коэффициент точности;

- коэффициент сложности;

- коэффициент массы;

- коэффициент материала;

- коэффициент серийности,

Для заготовки, полученной из проката:

=18,45 руб/кг

=26,76 кг

493,7руб/шт

Для заготовки, полученной штамповкой:

=43,16 руб/кг

=13,26 кг

=1,0

=0,87

=0,8

=1,13

= 1,0

450,1руб/шт

Определим затраты на механическую обработку:

,руб (3.10)

где - удельные затраты на снятие 1 кг стружки, руб.

,руб (3.11)

где = 0,356 руб/кг - текущие затраты

=1,035 руб/кг - капитальные затраты

= 0,1 - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений

8,11 руб

1,91 руб

,руб (3.12)

где, - удельная себестоимость 1кг отходов, руб

,руб (3.13)

1,845 руб/кг

4,316 руб/кг

32,58 руб

17,96 руб

469,23 руб

434,05 руб

Экономический эффект:

,руб/шт (3.14)

35,18 руб/шт

Проведенные расчеты показывают, что экономически целесообразно в качестве заготовки для червяка использовать заготовки, полученные методом штамповки.

4. ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ БАЗ. ПЛАН ОБРАБОТКИ

4.1 Разработка технологического маршрута изготовления червяка

При разработке маршрута в серийном производстве придерживались следующих правил:

1.Технологические операции разрабатывали по принципу концентрации технологических переходов, т.е. как можно больше поверхностей обрабатывать с одного установа заготовки.

2.Отдавали предпочтение многопозиционным, многорезцовым станкам, станкам с ЧПУ.

3.Старались шире применять режущий инструмент со сменными многогранными пластинами (СМП). Для цельного инструмента (сверл и др.) рекомендуем быстрорежущую сталь Р6М5.

4.Станочные приспособления со сменными установочными элементами и механизированными зажимными устройствами.

Технологический маршрут обработки червяка представлен в таблице 4.1.

Таблица 4.1

Технологический маршрут изготовления червяка

№ операции	Наименование операции	Оборудование (тип, модель)	Содержание операции
1	2	3	4
05	Заготовительная (штамповка)	КГШП	Штамповать заготовку
10	Фрезерно-центровальная	Фрезерно-центровальный МР-71М	Фрезеровать торцы 1,21; сверлить центровочные отверстия 23,37;
15	Токарная	Токарно -винторезный 16К20Ф3	Точить поверхности 7,8,32 под люнет
20	Токарная черновая	Токарно -винторезный 16К20Ф3	Точить поверхности 8,10,12-19,30,28,39,35
25	Токарная черновая	Токарно -винторезный 16К20Ф3	Точить поверхности 3,4,6,30,25,27,33
30	Токарная чистовая	Токарно -винторезный 16К20Ф3	Точить поверхности 8,10,12,13,14,15,16,17,30,18,19,20, 22,39,35,40,36,31,29,28
35	Токарная чистовая	Токарно -винторезный 16К20Ф3	Точить поверхности 2-6, 30,38,24,26,34,25,27, 33,41,42,31,29
40	Червячно- фрезерная	Червячно- фрезерный 5370 (КУ-28)	Нарезать червяк, получая поверхности 9,11
45	Зубофрезерная	Зубофрезерный 5К301П	Нарезать шестерню, получая поверхности 43,44
50	Шлифовальная предваритель- ная	Круглошлифо- вальный 3У131М	Шлифовать поверхности 20,19,39,18,35,30,15,10
55	Шлифовальная предваритель- ная	Круглошлифо- вальный 3У131М	Шлифовать поверхности 3,4,5,27,6,33,30
60	Токарная	Токарно -винторезный 16К20Ф3	Нарезать резьбу 2
65	Закалка		Калить 37…42 HRC
70	Центрошли- фовальная	Центрошли- фовальный МВ119	Шлифовать центровые отверстия 23,37
75	Шлифовальная окончательная	Круглошлифо- вальный 3У131М	Шлифовать поверхности 20,19,18,10
80	Шлифовальная окончательная	Круглошлифо- вальный 3У131М	Шлифовать поверхности 3,4,5,6
85	Червячно- шлифовальная	Червячношлифо- вальный 5К881	Шлифовать поверхности 9,11
90	Зубошлифоваль-ная	Зубошлифо- вальный 5В830	Шлифовать поверхности 43,44
95	Моечная
100	Контрольная		Контролировать точность

4.2 Выбор технологических баз

Теоретическая схема базирования выбирается в зависимости от типа детали. Для нашего случая тип детали - вал. Выбирается двойная направляющая база, которая лишает заготовку четырёх степеней свободы и опорная база - упор, лишающий заготовку ещё одной степени свободы. Для обоснования выбранных баз составим таблицу, в которой покажем по операциям, какие базы используются на операциях.

Таблица 4.2

Технологические базы

№ операции	№ опорных точек	Наименование базы	Характер проявления	Реализация	№ обрабатываемых поверхностей	Операционные размеры	Единство баз	Постоянство баз
			явная	скрытая	естественная	искусственная
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
10	1-4 5 6	ДН О О	+ +	+	+ + +		110 2110 2310 3710	А10 Ц10 2У10 С10 2Ф10 TЦ10 Х10	+
15	1-4 5 6	ДН О О	+ +	+	+ +	+	715 815 3215	2Ш15 Ч15 Ц15	+	+
20	1-4 5 6	ДН О О	+ +	+	+ +	+	820 1020 1220 1320 1420 1520 1620 1720 1820 1920 3020 2820 3920 3520	Ц20 Ш20 Д20 Щ20 Ю20 Я20 D20 2Л20 2М20 2Н20 2F20 2П20 2P20 2G20		+
25	1-4 5 6	ДН О О	+ +	+	+ +	+	325 425 625 3025 2525 2725 3325	Q25 N25 R25 2K25 2И25 2I25 2J25		+
30	1-4 5 6	ДН О О	+ +	+	+ +	+	830 1030 1230 1330 1430 1530 1630 1730 1830 1930 2030 3030 2830 3930 3530 2230 4030 3630 3130 2930	Ц30 Ш30 Д30 Щ30 Ю30 Я30 D30 W30 Y30 Ы30 2Л30 2М30 2Н30 2F30 2П30 2P30 2G30 2S30 2Z30		+
35	1-4 5 6	ДН О О	+ +	+	+ +	+	235 335 435 535 635 3035 3835 2435 2635 3635 2535 2735 3335 4135 4235 3135 2935	Q35 N35 Э35 U35 б35 в35 Y35 Ы35 2K35 2И35 2I35 2J35 2Z35 2S35 2ч35		+
40	1-4 5 6	ДН О О	+ +	+	+ +	+	945 1045 1145	г45 е45 2ц45 2д45	+	+
45	1-4 5 6	ДН О О	+ +	+	+ +	+	4350 4450	Щ50 л50 2з50 2й50	+	+
50	1-4 5 6	ДН О О	+ +	+	+ +	+	2055 1955 3955 1855 3555 3055 1555 1055	м55 D55 2Л55 2H55 2Р55 2П55 2G55	+	+
55	1-4 5 6	ДН О О	+ +	+	+ +	+	360 460 560 2760 660 3360 3060	Q60 р60 2K60 2И60 2I60 2J60	+	+
60	1-4 5 6	ДН О О	+ +	+	+ +	+	240	б40 2J40	+	+
70	1-4 5 6	ДН О О	+ +	+	+ + +		2370 3770	X70 Б70	+
75	1-4 5 6	ДН О О	+ +	+	+ +	+	2075 1975 1875 1075	м75 D75 2Л75 2Р75 2G75	+	+
80	1-4 5 6	ДН О О	+ +	+	+ +	+	380 480 580 680	R80 2И80 2I80 2J80	+	+
85	1-4 5 6	ДН О О	+ +	+	+ +	+	985 1085 1185	г85 Е85 2д85	+	+
90	1-4 5 6	ДН О О	+ +	+	+ +	+	4390 4490	Щ90 л90 2й90	+	+

Примечание: в таблице 4.2 двойная направляющая база обозначается буквами ДН, опорная - О.

В качестве черновых технологических баз на первой операции ТП выбираем поверхность 7,8 т.к. для обеспечения точности диаметральных размеров и взаимного расположения цилиндрических поверхностей поверхность 7 подходит лучше всех благодаря своим линейным размерам, обеспечивая устойчивое положение заготовки в приспособлении.

Чистовыми базами на токарной операции 15 служат:

- скрытая технологическая база - ось пов.(45), реализуемая при установке заготовки в поводковое устройство;

- явная база - торец 1, реализуемая при его контакте с установочным элементом приспособления.

Условные обозначения принятых черновых и чистовых технологических баз в теоретических схемах базирования на различных операциях ТП изготовления червяка приведены в плане изготовления.

4.3 Назначение операционных технических требований

Допуски на размеры заготовки, полученной штамповкой, определяем по ГОСТ 7505-89.

Операционный допуск на диаметральные размеры при обработке замкнутой поверхности принимаем равным статистической погрешности обработки [3]:

(4.1)

где - статическая погрешность обработки.

Для этого в зависимости от типа технологического оборудования, на котором выполняется обработка, характера обработки, определяем квалитет точности диаметрального размера и далее величину операционного допуска. Операционные допуски линейных размеров, связывающих незамкнутые поверхности определим руководствуясь следующими правилами:

При назначении операционного допуска на расстояние между измерительной базой и обработанной поверхностью для случая обработки на настроенном станке в состав допуска будем включать пространственные отклонения измерительной базы, а также погрешность базирования, от несовпадения установочной и измерительной баз:

(4.2)

где - пространственные отклонения;

- погрешность базирования.

Операционный допуск на размер между поверхностями, обработанными с одного установа, нужно принимать равным статистической погрешности обработки:

(4.3)

Величины для линейных размеров определим по данным [4] с учетом типа оборудования, метода координации инструмента, величины размера.

Величины пространственных отклонений измерительной базы определим по данным [4].

Технологические допуски формы и взаимного расположения обрабатываемых поверхностей возьмем из [5] и укажем в технических требованиях на операцию на чертеже 07.М15. .01.000.

5. ВЫБОР СРЕДСТВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОСНАЩЕНИЯ

При выборе типа и модели металлорежущих станков будем руководствоваться следующими правилами:

1) Производительность, точность, габариты, мощность станка должны быть минимальными достаточными для того, чтобы обеспечить выполнение требований предъявленных к операции.

2) Станок должен обеспечить максимальную концентрацию переходов на операции в целях уменьшения числа операций, количества оборудования, повышения производительности и точности за счет уменьшения числа перестановок заготовки.

3) В случае недостаточной загрузки станка его технические характеристики должны позволять обрабатывать другие детали, выпускаемые данным цехом, участком.

4) В серийном производстве следует применять преимущественно универсальные станки, револьверные станки, станки с ЧПУ, многоцелевые станки (обрабатывающие центры).

При выборе приспособлений будем руководствоваться следующими правилами:

1) Приспособление должно обеспечивать материализацию теоретической схемы базирования на каждой операции с помощью опорных и установочных элементов.

2) Приспособление должно обеспечивать надежные закрепление заготовки обработке.

3) Приспособление должно быть быстродействующим.

4) Зажим заготовки должен осуществляться, как правило, автоматически.

5) Следует отдавать предпочтение стандартным, нормализованным, универсально-сборным приспособлениям, и только при их отсутствии проектировать специальные приспособления.

При выборе РИ будем руководствоваться следующими правилами:

1) Выбор инструментального материала определяется требованиями, с одной стороны, максимальной стойкости, а с другой минимальной стоимости.

2) Следует отдавать предпочтение стандартным и нормализованным инструментам.

При выборе средств контроля будем руководствоваться следующими правилами:

Точность измерительных инструментов и приспособлений должна быть существенно выше точности измеряемого размера.

В серийном производстве следует применять инструменты общего назначения: штангенциркули, микрометры, длинномеры и т.д, реже - специального назначения.

3) Следует отдавать предпочтение стандартным и нормализованным средствам контроля.

Задача данного раздела - выбрать для каждой операции ТП такие оборудование, приспособление, режущий инструмент (РИ) и средства контроля, которые бы обеспечили заданный выпуск деталей заданного качества с минимальными затратами, данные сведем и представим в таблице 5.1.

Таблица 5.1

Выбор средств технологического оснащения

Название операции	Наименование и модель оборудования	Наименование приспособления	Наименование инструмента	Наименование измерительного средства
1	2	3	4	5
05 Заготовитель-ная	Штамповка на ГКШП	-	-	Штангенциркуль ШЦIII-250-0,1 ГОСТ 160-80 Штангенциркуль ШЦIII-1000-0,1 ГОСТ 160-80
10 Фрезерно-центровальная	Фрезерно-центровальный МР-71М	Призмы УСП ГОСТ 12195-66, Зажимной меха- низм УСП Упор УСП	Фреза торцовая 100 2214-0153 с пластинами T15К6 ГОСТ 9473-80, Сверло центровочное, тип А 5 Р6М5 ГОСТ 14952-80	Штангенциркуль ШЦIII-1000-0,1 ГОСТ 160-80
15 Токарная	Токарно -винторезный 16К20Ф3	Патрон поводковый ГОСТ 2571-71; Центр вращающийся ГОСТ 8742-75	Резец проходной Т15К6 ГОСТ 18879-73, Резец канавочный Т5К10 ГОСТ 18868-73	Штангенциркуль ШЦIII-125-0,1 ГОСТ 160-80
20 Токарная черновая	Токарно -винторезный 16К20Ф3	Патрон поводковый ГОСТ 2571-71; Центр вращающийся ГОСТ 8742-75 Люнет неподвижный	Резец проходной Т5К10 ГОСТ 18879-73, Резец канавочный Т5К10 ГОСТ 18874-73	Штангенциркуль ШЦIII-250-0,1 ГОСТ 160-80 Штангенциркуль ШЦIII-125-0,1 ГОСТ 160-80
25 Токарная черновая	Токарно -винторезный 16К20Ф3	Патрон поводковый ГОСТ 2571-71; Центр вращающийся ГОСТ 8742-75 Люнет неподвижный	Резец проходной Т5К10 ГОСТ 18879-73,	Штангенциркуль ШЦIII-250-0,1 ГОСТ 160-80 Штангенциркуль ШЦIII-125-0,1 ГОСТ 160-80
30 Токарная чистовая	Токарно -винторезный 16К20Ф3	Патрон поводковый ГОСТ 2571-71; Центр вращающийся ГОСТ 8742-75 Люнет неподвижный	Резец проходной Т15К6 ГОСТ 18879-73, Резец канавочный Р6М5 ГОСТ 18874-73	Штангенциркуль ШЦIII-125-0,1 ГОСТ 160-80
35 Токарная чистовая	Токарно -винторезный 16К20Ф3	Патрон поводковый ГОСТ 2571-71; Центр вращающийся ГОСТ 8742-75 Люнет неподвижный	Резец проходной Т15К6 ГОСТ 18879-73, Резец канавочный Р6М5 ГОСТ 18874-73	Штангенциркуль ШЦIII-125-0,1 ГОСТ 160-80
40 Червячно- фрезерная	Червячно- фрезерный 5370 (КУ-28)	Патрон поводковый ГОСТ 2571-71; Центр вращающийся ГОСТ 8742-75 Люнет неподвижный	Фреза дисковая модульная m=5 Р6М5 ГОСТ 10996-64	Зубомер
45 З Зубофрезерная	Зубофрезерный 5К301П	Патрон токарный поводковый ГОСТ 2571-71; Центр вращающийся ГОСТ 8742-75 Люнет неподвижный	Червячная фреза 70 Р6М5 ГОСТ 9324-80	Зубомер
50 Шлифовальная предваритель- ная	Круглошлифо- вальный 3У131М	Патрон поводковый ГОСТ 2571-71; Центр вращающийся ГОСТ 8742-75 Люнет неподвижный	ПП 350x50x76 25А 20H СМ2 7К ГОСТ 2424-83	Микрометр первого класса точности ГОСТ 6507-78
55 Шлифовальная предваритель- ная	Круглошлифо- вальный 3У131М	Патрон поводковый ГОСТ 2571-71; Центр вращающийся ГОСТ 8742-75 Люнет неподвижный	ПП 350x50x76 25А 20H СМ2 7К ГОСТ 2424-83	Микрометр первого класса точности ГОСТ 6507-78
60 Токарная	Токарно -винторезный 16К20Ф3	Патрон поводковый ГОСТ 2571-71; Центр вращающийся ГОСТ 8742-75 Люнет неподвижный	Резец резьбовой Р6М5 ГОСТ 18867-73	Резьбовой калибр
65 Закалка	Печь	-	-	-
70 Центрошлилифовальная	Центрошли- фовальный МВ119	Призмы УСП ГОСТ 12195-66, Зажимной меха- низм УСП Упор УСП	Центродоводочный шлиф. круг	Калибр
75 Шлифовальная окончательная	Круглошлифо- вальный 3У131М	Патрон поводковый ГОСТ 2571-71; Центр вращающийся ГОСТ 8742-75 Люнет неподвижный	ПП 350x50x76 24А 16H М5 8К ГОСТ 2424-83	Микрометр первого класса точности ГОСТ 6507-78
80 Шлифовальная окончательная	Круглошлифо- вальный 3У131М	Патрон поводковый ГОСТ 2571-71; Центр вращающийся ГОСТ 8742-75 Люнет неподвижный	ПП 350x50x76 24А 16H М5 8К ГОСТ 2424-83	Микрометр первого класса точности ГОСТ 6507-78
85 Червячно- шлифовальная	Червячношлифо- вальный 5К881	Патрон поводковый ГОСТ 2571-71; Центр вращающийся ГОСТ 8742-75 Люнет неподвижный	2П 250x76x20 б 200 24А 12H СТ1 9К ГОСТ 2424-83	Зубомер
90 Зубо- шлифовальная	Зубошлифо- вальный 5В830	Патрон поводковый ГОСТ 2571-71; Центр вращающийся ГОСТ 8742-75 Люнет неподвижный	Червячный шлиф. круг m=2 25А 16H СМ2 7К ГОСТ 2424-83	Зубомер

6. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ

Рассчитаем режимы на некоторые операции, а на остальные назначим приблизительно исходя из рассчитанных значений с учетом размеров обрабатываемых поверхностей.

6.1Операция 10 - Фрезерно-центровальная

На данной операции для обработки выбираем фрезерно-центровальный станок МР-71М

1) Фрезерование торцов 1 и 21 (1 проход)

Глубина резания t= 2,3мм;

Подача S_Z = 0,1 мм/зуб; [6,c 283,табл. 33]

Скорость резания рассчитывается по эмпирической формуле:

,м/мин (6.1)

где = 332 - коэффициент; [6, с 286, табл. 39]

m = 0,2 - показатель степени; [6, с 286, табл. 39]

х = 0,1 - показатель степени; [6, с 286, табл. 39]

y = 0,4 - показатель степени; [6, с 286, табл. 39]

u = 0,2 - показатель степени; [6, с 286, табл. 39]

p = 0 - показатель степени; [6, с 286, табл. 39]

q = 0,2 - показатель степени. [6, с 286, табл. 39]

Т = 180 мин - период стойкости инструмента;

- коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания.

=750 МПа - предел прочности обрабатываемого материала;

=0,95; [6,c 262,табл. 2]

= 1,0; [6,c 262,табл. 2]

Тогда ;

- коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки.

= 1,0 [6,c 263,табл. 5]

- коэффициент, учитывающий материал инструмента.

= 1,0 [6,c 263,табл. 6]

0,95

Подставляя значения в формулу (6.1), получим:

=297,85м/мин

Частота вращения заготовки рассчитывается по формуле:

,об (6.2)

где - скорость резания;

d - диаметр;

Таким образом, 948,08 об/мин

Корректируем частоту вращения по паспорту станка =1000 об/мин.

Рассчитываем действительную скорость резания по формуле:

,м/мин (6.3)

314,16 м/мин.

2) Фрезерование торцов 1 и 21 (2 проход)

Глубина резания t= 2,0мм;

Подача S_Z = 0,1 мм/зуб; [6,c 283,табл. 33]

Выбирая необходимые коэффициенты аналогично пункту 1 и подставляя значения в формулу (6.1), получим:

=302,05м/мин

Подставляя полученное значение в формулу (6.2), получим:

961,45 об/мин

Корректируем частоту вращения по паспорту станка =1000 об/мин.

Рассчитываем действительную скорость резания по формуле (6.3):

314,16 м/мин.

3) Сверление центровых отверстий 23 и 37

Глубина резания t=2,5мм;

Подача S =0,12 мм/об; [6, с 277, табл. 25]

Скорость резания рассчитывается по эмпирической формуле:

,м/мин (6.4)

где = 9,8 - коэффициент; [6, с 278, табл. 28]

m = 0,2 - показатель степени; [6, с 278, табл. 28]

y = 0,5 - показатель степени; [6, с 278, табл. 28]

q = 0,4 - показатель степени; [6, с 278, табл. 28]

Т = 15 мин - период стойкости инструмента; [6, с 279, табл. 30]

- коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания.

=750 МПа - предел прочности обрабатываемого материала;

=0,85; [6,c 262, табл. 2]

= 0,9; [6,c 262, табл. 2]

Тогда ;

- коэффициент, учитывающий материал инструмента.

= 1,0 [6,c 263, табл. 6]

- коэффициент, учитывающий глубину обрабатываемого отверстия.

= 1,0 [6,c 280, табл. 31]

0,85

Подставляя значения в формулу (6.4), получим:

= 26,66 м/мин.

Подставляя полученное значение в формулу (6.2), получим:

423,93 об/мин

Корректируем частоту вращения по паспорту станка =400 об/мин.

Рассчитываем действительную скорость резания по формуле (6.3):

26,28 м/мин.

4) Рассчитываем основное время

,мин (6.5)

1,24 мин

5) Рассчитаем штучное и штучно-калькуляционное время

Штучное время определяется по формуле:

,мин (6.6)

где Т_вс - вспомогательное время, мин

Т_об - время на обслуживание рабочего места и отдых, мин

,мин (6.7)

где Т_у.с - время на установку и снятие детали, мин

Т_зо - время на закрепление и открепление детали, мин

Т_уп - время на приемы управления, мин

Т_из - время на измерение детали, мин

Т_у.с=0,16 мин, Т_зо=0,024 мин, Т_уп=0,18 мин, Т_из=0,3 мин [1, с 197-208].

1,22 мин

где 1,85 - коэффициент перевода к серийному производству.

,мин (6.8)

где П_об=8% - затраты времени на обслуживание рабочего места и оборудования в процентах к оперативному [1, с 214, табл. 6.1].

0,20мин

Таким образом, = 1,24+1,22+0,20=2,66 мин

Штучно-калькуляционное время рассчитаем по формуле:

,мин (6.9)

где Т_п-з =21 мин - подготовительно заключительное время [1, с 215].

n - размер партии.

2,87 мин/шт

6.2Операция 25 - Токарная черновая

На данной операции для обработки выбираем токарно-винторезный станок с ЧПУ 16К20Ф3.

1)Точение наружной поверхности 3 (проход 1)

Скорость резания рассчитывается по эмпирической формуле

,м/мин (6.10)

где = 350; [6,c 269,табл. 17]

m = 0,2; [6,c 269,табл. 17]

х = 0,15; [6,c 269,табл. 17]

y = 0,35; [6,c 269,табл. 17]

Т = 60 мин - период стойкости инструмента;

t= 4,1 мм - глубина резания;

s = 0,6 мм/об - подача; [6,c 266,табл. 11]

- коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания.

=750 МПа - предел прочности обрабатываемого материала;

=0,95; [6,c 262,табл. 2]

= 1,0; [6,c 262,табл. 2]

Тогда ;

- коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки.

= 1,0 [6,c 263,табл. 5]

- коэффициент, учитывающий материал инструмента.

= 0,65 [6,c 263,табл. 6]

- поправочные коэффициенты, учитывающие параметры резца.

= 0,7 [6,c 271,табл. 18]

= 1,0 [6,c 271,табл. 18]

Таким образом, = 0,95 1,0 0,65 0,7 1,0 = 0,43.

Подставляя значения в формулу (6.10), получим:

= 64,21 м/мин.

Подставляя полученное значение в формулу (6.2), получим:

418,82 об/мин.

Корректируем частоту вращения по паспорту станка =400 об/мин.

Рассчитываем действительную скорость резания по формуле (6.3):

61,32 м/мин.

2)Точение наружной поверхности 5

t= 4,6 мм - глубина резания;

s = 0,6 мм/об - подача; [6,c 266,табл. 11]

Выбирая необходимые коэффициенты аналогично пункту 1 и подставляя значения в формулу (6.10), получим:

= 63,15 м/мин.

Подставляя полученное значение в формулу (6.2), получим:

411,91 об/мин.

Корректируем частоту вращения по паспорту станка =400 об/мин.

Рассчитываем действительную скорость резания по формуле (6.3):

61,32 м/мин.

3)Точение наружной поверхности 6

t= 1,6 мм - глубина резания;

s = 0,6 мм/об - подача; [6,c 266,табл. 11]

Выбирая необходимые коэффициенты аналогично пункту 1 и подставляя значения в формулу (6.10), получим:

= 73,99 м/мин.

Подставляя полученное значение в формулу (6.2), получим:

482,65 об/мин.

Корректируем частоту вращения по паспорту станка =500 об/мин.

Рассчитываем действительную скорость резания по формуле (6.3):

76,65 м/мин.

4)Точение наружной поверхности 30

t= 1,4 мм - глубина резания;

s = 0,8 мм/об - подача; [6,c 266,табл. 11]

Выбирая необходимые коэффициенты аналогично пункту 1 и подставляя значения в формулу (6.10), получим:

= 67,79 м/мин.

Подставляя полученное значение в формулу (6.2), получим:

320,18 об/мин.

Корректируем частоту вращения по паспорту станка =400 об/мин.

Рассчитываем действительную скорость резания по формуле (6.3):

84,7 м/мин.

5)Точение наружной поверхности 2 (проход 2)

t= 3,0 мм - глубина резания;

s = 0,6 мм/об - подача; [6,c 266,табл. 11]

Выбирая необходимые коэффициенты аналогично пункту 1 и подставляя значения в формулу (6.10), получим:

= 67,34 м/мин.

Подставляя полученное значение в формулу (6.2), получим:

527,94 об/мин.

Корректируем частоту вращения по паспорту станка =630 об/мин.

Рассчитываем действительную скорость резания по формуле (6.3):

80,36 м/мин.

6) Рассчитываем основное время

Рассчитываем основное время по формуле (6.5):

1,35 мин

7) Рассчитаем штучное и штучно-калькуляционное время

Штучное время определяется по формуле :

,мин (6.6)

где Т_вс - вспомогательное время, мин

Т_об - время на обслуживание рабочего места и отдых, мин

,мин (6.7)

где Т_у.с - время на установку и снятие детали, мин

Т_зо - время на закрепление и открепление детали, мин

Т_уп - время на приемы управления, мин

Т_из - время на измерение детали, мин

Т_у.с=0,18 мин, Т_зо=0,024 мин, Т_уп=0,15 мин, Т_из=0,25 мин [1, с 197-208].

1,12 мин

где 1,85 - коэффициент перевода к серийному производству.

,мин (6.8)

где П_об=6,5% - затраты времени на обслуживание рабочего места и оборудования в процентах к оперативному [1, с 214, табл. 6.1].

0,16мин

Таким образом, = 1,35+1,12+0,16=2,63 мин

Штучно-калькуляционное время рассчитаем по формуле:

,мин (6.9)

где Т_п-з =15,7 мин - подготовительно заключительное время [1, с 215].

n - размер партии.

2,79 мин/шт

Режимы резания и нормы времени на остальные операции определим по методике [7] и результаты расчетов занесем в таблицу 6.1

Таблица 6.1

Режимы резания и нормы времени

Операция	Переход (пози- ция)	Глубина t, мм	Скорость V,м/мин	Подача S	Частота n, об/мин	Основное время То, мин	Штучное время ТШТ, мин	Штуч.-калькул. время ТШТ-К, мин
1	2	3	4	5	6	7	8	9
10 Фрезерно-центровальная	1 2	2,3 2,5	314,4 26,3	0,1мм/зуб 0,12мм/об	1000 400	0,98 0,26	2,66	2,87
15 Токарная	1 2	4,0 2,1	32,4 70,25	0,2мм/об 0,6мм/об	250 400	0,35 0,58	2,04	2,24
20 Токарная черновая	1 2	4,0 3,6	30,6 62,7	0,2мм/об 0,6мм/об	250 400	0,76 2,1	4,85	5,05
25 Токарная черновая	1	3,0	61,32	0,6мм/об	400	1,35	2,63	2,79
30 Токарная чистовая	1 2	1,5 3,0	29,4 70,1	0,1мм/об 0,6мм/об	125 400	0,86 2,1	4,31	4,53
35 Токарная чистовая	1 2	1,5 3,0	29,4 73,6	0,1мм/об 0,6мм/об	125 400	1,1 1,35	3,7	3,92
40 Червячно- фрезерная	1	1,0	19,8	0,5 мм/об	78	27,5	31,42	31,62
45 Зубофрезерная	1	4,5	30	1,0 мм/об	125	10,5	12,6	12,8
50 Шлифовальная предваритель- ная	1	0,4	35	0,01 мм/об	250	4,92	6,53	6,73
55 Шлифовальная предваритель- ная	1	0,4	35	0,01 мм/об	250	4,68	5,96	6,16
60 Токарная	1	0,2	8,21	1,5 мм/об	81,6	1,76	2,5	2,7
70 Центрошли- фовальная	1	0,05	30	0,005 мм/об	125	0,89	1,51	1,71
75 Шлифовальная окончательная	1	0,2	30	0,005 мм/об	250	3,1	4,57	4,77
80 Шлифовальная окончательная	1	0,2	30	0,005 мм/об	250	2,95	4,55	4,75
85 Червячно- шлифовальная	1	0,4	35	0,04 мм/об	250	26,8	29,1	29,3
90 Зубошлифоваль- ная	1	0,4	35	0,04 мм/об	250	9,52	11,45	11,65

7. ПАТЕНТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Задача раздела - на базе патентного поиска предложить прогрессивное техническое решение (ТР) в целях усовершенствования технологической операции и сделать вывод о возможности его использования.

7.1 Обоснование необходимости патентных исследований

В качестве объекта усовершенствования операции 50 Зубофрезерной как технологической системы примем применяемый в базовом техпроцессе режущий инструмент - фрезу червячную. Выявить прогрессивные ТР, которые могут лечь в основу усовершенствованного объекта, можно в результате патентного исследования достигнутого уровня вида техники «Фрезы». Использовать усовершенствованный объект можно только в том случае, если он обладает патентной чистотой в странах, где предполагается его использование. Установить, обладает ли усовершенствованный объект патентной чистотой, можно в результате его патентной экспертизы.

Для решения этих задач проведем исследования достигнутого уровня вида техники «Фрезы» и экспертизу патентной чистоты усовершенствованного объекта.

На базовом предприятии на операции 50 Зубофрезерной применяют фрезу червячную ГОСТ 9324-80.

Червячная фреза предназначена для фрезерования зубьев цилиндрической вал-шестерни.

Червячная фреза, рис.7.1, изготовлена из быстрорежущей стали Р6М5. Расположенные вдоль оси профильные стружечные канавки 2 образуют зубья 1, которые имеют передние и задние по вершине и боковым сторонам углы, необходимые для обеспечения резания.

Червячная фреза производит нарезание зубьев методом обката, при этом ось червячной фрезы наклоняется под углом так, чтобы в зоне обработки касательная к витку ее резьбы была параллельна зубу обрабатываемой заготовки.

Эскиз червячной фрезы

Рис. 7.1

7.2 Исследование достигнутого уровня вида техники «Фрезы»

Главными недостатками применяемой фрезы являются:

- малая стойкость;

- недостаточная точность обработки;

- неравнопрочность зубьев вдоль оси;

- низкая производительность.

Причинами этих недостатков являются неоптимальность конструкции данного режущего инструмента.

Цель исследования достигнутого уровня вида техники «Фрезы» - усовершенствование исследуемой червячной фрезы и нахождение таких прогрессивных ТР, которые могли бы устранить недостатки, указанные выше.

7.2.1 Составление регламента поиска№1

Регламент поиска определяет перечень исследуемых технических решений (ИТР), их рубрику по Международной классификации изобретений (МКИ) и индекс Универсальной десятичной классификации (УДК), страны поиска, его ретроспективность (глубину), перечень источников информации, по которым предполагается провести поиск.

Червячная фреза характеризуется конструктивными признаками - наличием элементов, их формой, материалом, размерами, взаимным расположением и взаимосвязью. Это существенные признаки при исследовании данного инструмента. Признаки способа и вещества отсутствуют. Следовательно, данный инструмент рассматриваем как устройство.

Исследуемое устройство - фреза червячная содержит следующие ТР:

а) конструкция червячной фрезы;

б) зубофрезерование - технологический переход, положенный в основу работы червячной фрезы;

в) способ изготовления червячной фрезы.

Из выявленных ТР выбираем ИТР - такие ТР, совершенствование которых может обеспечить достижение сформулированной выше цели - устранения недостатков фрезы путем устранения их причин. Это ТР «Конструкция червячной фрезы».

Для определения рубрики МКИ определяем ключевое слово - «Зуборезный инструмент».

По «Алфавитно-предметному указателю» т.2 [8] для ключевого слова определяем предполагаемую рубрику МКИ:

В23F21/00 - 21/18 Инструмент, используемый в зуборезных станках.

По указателю к МКИ, т.2, разд.В [9] уточняем рубрику МКИ:

В23F21/00 Инструмент, используемый в зуборезных станках;

21/12 . инструменты для фрезерования;

21/12 .. червячные фрезы.

Индекс УДК определяем по Указателю к универсальной десятичной классификации.

621.9 Обработка резанием

621.914.1 Фрезерование

621.914.6 Червячные фрезы

Ретроспективность (глубину) поиска устанавливаем в 20 лет, полагая, что наиболее прогрессивные ТР содержатся в изобретениях, сделанных в последнее время.

В качестве стран поиска выбираем ведущие страны в области машиностроения - Россию (СССР), Великобританию, Германию, США, Францию и Японию.

В качестве источников информации принимаем патентные описания, патентные бюллетени РФ и СССР, бюллетень «Открытия, изобретения», реферативный сборник «Изобретения стран мира» соответствующих выпусков, реферативный журнал 14А «Резание металлов. Станки и инструменты», технические журналы и книги в области мехобработки.

Данные заносим в табл. 7.1 «Регламент поиска».

Таблица 7.1

Регламент поиска №1, №2, №3

Объект: Фреза червячная

Вид исследования:

1) Исследование уровня вида техники;

2) Исследование патентной чистоты;

3) Исследование патентоспособности.

Предмет поиска (ИТР)	Индексы МКИ(НКИ) и УДК	Страны поиска	Глубина поиска, лет	Источники информации
1	2	3	4	5
1)Конструкция фрезы	МКИ: В23F21/12 21/16 УДК: 621.9 621.914 621.914.6	РФ(СССР) Великобритания Германия США Франция Япония	20 (1986-2006)	Патентные описания Патентные бюллетени РФ и СССР Реф. сб. ВНИИПИ “Изобретения стран мира” Реф. журнал ВИНИТИ 14А “Резание металлов. Станки и инструмент” (14 Технология машиностроения) ЭИ ВИНИТИ “Режущие инструменты”
2)Конструкция фрезы	МКИ: В23F21/12 21/16 УДК: 621.9 621.914 621.914.6	РФ(СССР) США	20 (1986-2006)
3)Конструкция фрезы	МКИ: В23F21/12 21/16 УДК: 621.9 621.914 621.914.6	РФ(СССР) Великобритания Германия США Франция Япония	50 (1956-2006)	Журналы: “Вестник машиностроения”, “Станки и инструменты”, “Машиностроитель” Книги

7.2.2 Патентный поиск

Просматриваем источники информации в соответствии с регламентом, табл. 7.1 Выбираем такие документы, по названиям которых можно предположить, что они имеют отношение к ИТР. По этим документам знакомимся с рефератами, аннотациями, формулами изобретений, чертежами. Сведения о ТР, имеющих отношение к ИТР, заносим в табл. 7.2.

Изучаем сущность занесенных в табл.7.2 ТР по сведениям, содержащимся в таблицах, а также путем просмотра текстов патентных описаний, статей и т.п. Если из рассмотрения сущности ТР видно, что оно служит достижению той же цели, что ИТР (аналог ИТР), документ включаем в перечень для детального анализа. Запись об этом делаем в графе 5 табл.7.2.

Эскизы аналогов приведены на рис.7.2.

Эскизы аналогов

а)

б)

в)

г)



д)

Рис. 7.2

Таблица 7.2

Патентная документация, отобранная для анализа

Предмет поиска (ИТР)	Страна выдачи, вид и номер охранного документа, классификационный индекс	Автор, заявитель, страна, дата публикации, название	Сущность ТР и цель его создания	Подлежит (не подлежит) детальному анализу при исследовании уровня вида техники	Подлежит (не подлежит) детальному анализу при исследовании патентной чистоты
1	2	3	4	5	6
Червячная фреза	США пат № 1140376 В23F21/16	Дж. Торнсберг США, 25.07.95 Червячная фреза	1. На фиг.1(рис.7.2а) схематически показана червячная фреза; на фиг.2 положение передней поверхности червячной фрезы относительно основного цилиндра. Червячная фреза содержит корпус 1. На корпусе по винтовой линии расположены режущие зубья 2 с прямолинейными боковыми режущими кромками 3. Режущие зубья выполнены с плоской передней поверхностью 4. Передняя поверхность зубьев развернута относительно оси фрезы на расчетный угол. Цель - упрощение возможности нарезания цилиндрических зубчатых колес эвольвентного профиля.	Подлежит	Подлежит
Червячная фреза	Россия (СССР) пат № 1337209 В23F21/16	Володин С.А. СССР, 15.09.88 Червячная фреза	2. Червячная фреза (рис. 7.2б) содержит заходную и профилирующую и профилирующую части, причем стружечные канавки 1 на заходной части наклонены под углом к оси фрезы, а передние поверхности зубьев заходной части смещены относительно передних поверхностей зубьев профилирующей части. Стружечные канавки 2 на профилирующей части выполнены под углом к оси фрезы, равным углу наклона стружечных канавок на заходной части. Цель - повышение стойкости инструмента.	Подлежит	Подлежит
Червячная фреза	Россия (СССР) пат № 1366329 В23F21/16	Яшин Б.И. СССР, 03.01.89 Червячная фреза	3. Червячная фреза спрофилирована на базе исходного червяка. Зубья 1 (рис.7.2в) фрезы оснащены режущими кромками 2. Исходный контур фрезы смещен в сторону оси фрезы на величину mх. Начальное смещение исходного контура равно расстоянию между делительным цилиндром 3 фрезы и делительной плоскостью 4 исходной рейки 5, находящейся в беззазорном зацеплении с производящим червяком фрезы. Цель - повышение стойкости фрезы.	Подлежит	Подлежит
Червячная фреза	Россия (СССР) пат № 1168362 В23F21/16	Подураев В.Н.. СССР, 23.07.87 Червячная фреза	4. На фиг.1 (рис.7.2г) представлена червячная фреза; на фиг.2 - вид А на фиг.1. Червячная фреза содержит режущие зубья 1, образованные впадинами 2 производящего червяка и стружечными канавками 3. Зубья 1 расположены таким образом, что их передние поверхности 4 повернуты вокруг касательной, проведенной к боковой левой режущей кромке 5 или правой режущей кромке 6. Цель - повышение качества обрабатываемой поверхности зубьев нарезаемого колеса.	Подлежит	Подлежит
Червячная фреза	Россия (СССР) пат № 2070847 В23F21/16	Чурбаков В.Ф. Россия, 27.12.96 Червячная фреза	5. На фиг.1 (рис.7.2д) показана червячная фреза (общий вид); на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 - вид В на фиг.2; на фиг. 4 -вид С на фиг.2; на фиг.5 - профили зубьев чередующихся реек наложенные друг на друга. Зубья нечетных реек (фиг.2 и 3) выполнены с стружкоразделительными фасками: на левой боковой стороне фаска имеет высоту 0,25m и угол профиля, больший угла основного профиля на 10-15є, на правой боковой стороне фаска имеет высоту меньше высоты правой фаски на 0,125m, а угол больший угла правой фаски на 30-35є. Зубья четных реек (фиг. 2 и 4) выполнены со стружкоразделительными фасками, расположенными в порядке обратном зубьям нечетных реек с сохранением соответствующих углов. Такое расположение фасок позволяет выровнять длины периферийных режущих кромок на всех зубьях. Цель - повышение точности обработки зубчатых колес	Подлежит	Подлежит

7.2.3 Анализ результатов поиска

Устанавливаем, какие показатели положительного эффекта желательно получить в идеальном усовершенствованном объекте. К таким показателям будем относить:

а)показатели, обеспечивающие достижение цели усовершенствованного объекта;

б) показатели, улучшающие полезные свойства объекта;

в) показатели, ослабляющие вредные свойства объекта.

Показатели положительного эффекта заносим в табл.7.3.

Оцениваем обеспечение каждого показателя положительного эффекта каждым аналогом в баллах по группам а) и б) - от 0 до 5 баллов, по группам в) и г) - от -2 до 2 баллов. ИТР по каждому показателю выставляем оценку 0. Оценки заносим в табл.7.3 Суммируем оценки по каждому аналогу.

Таблица 7.3

Оценка преимуществ и недостатков аналогов

Показатели положительного эффекта	ИТР	Аналоги
		США пат № 1140376	Россия (СССР) пат № 1337209	Россия (СССР) пат № 1366329	Россия (СССР) пат № 1168362	Россия (СССР) пат № 2070847
1	2	3	4	5	6	7	8
а)	Повышение стойкости	0	1	4	4	3	2
	Увеличение прочности зубьев	0	1	2	1	2	1
	Повышение точности обработки	0	4	1	1	1	4
б)	Снижение резонансных колебаний.	0	1	3	1	3	0
в)	Повышение качества обрабатываемой поверхности	0	1	1	0	1	0
	Удобство перетачивания	0	0	-1	2	-2	-1
г)	Упрощение конструкции	0	-1	-1	0	0	0
Суммарный положительный эффект	0	7	9	9	10	7

Наибольшую суммарную оценку имеет аналог №1168362 (Подураев В.Н., СССР, Червячная фреза, 23.07.87). Это прогрессивное ТР принимаем для использования в усовершенствованном объекте.

7.2.4 Описание усовершенствованного объекта

Червячная фреза предназначена для фрезерования зубьев цилиндрической вал-шестерни.

Червячная фреза, рис.7.3, изготовленная из быстрорежущей стали Р6М5, содержит режущие зубья 1, образованные впадинами 2 производящего червяка и стружечными канавками 3. Зубья 1 червячной фрезы расположены таким образом, что их передние поверхности 4 повернуты вокруг касательной, проведенной к боковой левой режущей кромке 5 или правой режущей кромке 6, в точке, принадлежащей делительному цилиндру производящего червяка.

Червячная фреза производит нарезание зубьев методом обката, при этом ось червячной фрезы наклоняется под углом так, чтобы в зоне обработки касательная к витку ее резьбы была параллельна зубу обрабатываемой заготовки. Резание осуществляется поочередно левой и правой режущими кромками.

Эскиз усовершенствованной фрезы

Рис. 7.3

Преимуществом фрезы является расположение зубьев фрезы таким образом, что их передние поверхности повернуты вокруг касательной, проведенной к боковой режущей кромке зуба фрезы в точке, принадлежащей делительному цилиндру производящего червяка, благодаря чему повышается качество обрабатываемой поверхности.

7.3. Исследование патентной чистоты усовершенствованного объекта

Целью экспертизы патентной чистоты объекта является установление его использования.

7.3.1 Составление регламента поиска №2

Из выявленных при составлении регламента поиска №1 ТР выбираем ИТР:

а) в зависимости от объема выпуска объекта, его стоимости и значимости ТР для объекта в целом.

Учитывая, что червячная фреза является объектом серийного производства, поэтому для экспертизы на патентную частоту оставляем все ТР п.7.2.1.

б) в зависимости от сроков известности ТР.

Предварительное знакомство с патентной документацией показало, что в ведущих странах регулярно патентуются конструкции червячных фрез. Поэтому это ТР оставляем в перечне для исследования.

В качестве страны поиска принимаем Россию (СССР), где будет изготовляться и использоваться объект.

Ретроспективность (глубину) поиска устанавливаем в 20 лет - срок действия патентов в РФ.

Рубрики МКИ и УДК, перечень источников информации остаются теми же, что и в регламенте №1.

Данные заносим в табл.7.1.

7.3.2 Патентный поиск

Просматриваем источники информации в соответствии с регламентом №2, табл. 7.1. Сведения о ТР, имеющих отношение к ИТР, дополнительно заносим в табл. 7.2.

Отбираем аналоги ИТР и включаем их в перечень для детального анализа. Запись об этом делаем в графе 6 табл.7.2.

7.3.3 Анализ результатов поиска